論文の概要: Molecular Electronic Structure Calculation via a Quantum Computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.09911v4
- Date: Fri, 08 Nov 2024 08:07:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-11 18:11:11.464800
- Title: Molecular Electronic Structure Calculation via a Quantum Computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータによる分子電子構造計算
- Authors: Hamid Reza Naeij, Erfan Mahmoudi, Hossein Davoodi Yeganeh, Mohsen Akbari,
- Abstract要約: 量子コンピュータは電子構造を計算し、多電子分子系の基底状態エネルギーを推定するために用いられる。
本研究では,H3+,OH-,HF,BH3などの分子の基底状態エネルギーを計算するために,変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムを実装した。
この研究は、VQEアルゴリズムをベンチマークして、実際の量子コンピュータ上で分子シミュレーションの候補となる新しい分子の集合の電子基底状態エネルギーを計算することを目的としている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum computers can be used to calculate the electronic structure and estimate the ground state energy of many-electron molecular systems. In the present study, we implement the Variational Quantum Eigensolver (VQE) algorithm, as a hybrid quantum-classical algorithm to calculate the ground state energy of the molecules such as H3+, OH-, HF and BH3 in which the number of qubits has an increasing trend. We use the parity transformation for Fermion to qubit encoding and the Unitary Coupled Cluster for Single and Double excitations (UCCSD) to construct an ansatz. We compare our quantum simulation results with the computational chemistry approaches including Full Configuration Interaction (FCI), as benchmark energy and Unrestricted Hartree-Fock (UHF), as a common computational method. Our results show that there is a good agreement between molecular ground state energy obtained from VQE and FCI. Moreover, the accuracy of the ground state energies obtained from VQE in our work is higher than the previously reported values. This work aims to benchmark the VQE algorithm to calculate the electronic ground state energy for a new set of molecules that can be good candidates for molecular simulation on a real quantum computer.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは電子構造を計算し、多電子分子系の基底状態エネルギーを推定するために用いられる。
本研究では,H3+,OH-,HF,BH3などの分子の基底状態エネルギーを計算するためのハイブリッド量子古典アルゴリズムとして,変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムを実装した。
我々はFermionのパリティ変換をqubitエンコーディングに、Unitary Coupled Cluster for Single and Double Excitations (UCCSD) を用いてアンサッツを構築する。
量子シミュレーションの結果を,FCI(Full Configuration Interaction)やUnrestricted Hartree-Fock(Unrestricted Hartree-Fock)といった計算化学手法と比較した。
その結果, VQEから得られた分子基底状態エネルギーとFCIとの間には良好な一致があることが示唆された。
さらに,VQEから得られた基底状態エネルギーの精度は,これまでに報告した値よりも高い。
この研究は、VQEアルゴリズムをベンチマークして、実際の量子コンピュータ上で分子シミュレーションの候補となる新しい分子の集合の電子基底状態エネルギーを計算することを目的としている。
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